第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用《光合作用與能量轉(zhuǎn)化—原理應(yīng)用、影響因素與綜合分析》（課時(shí)3、4）教學(xué)設(shè)計(jì)課型：

新授課教材版本：

人教版（2019）必修1《分子與細(xì)胞》

授課年級：

高一

課時(shí)安排：2課時(shí)一、教材分析本節(jié)課是在學(xué)生深入理解光合作用機(jī)理（光反應(yīng)與暗反應(yīng)）之后，將理論知識與生產(chǎn)生活實(shí)踐、復(fù)雜生命現(xiàn)象分析相銜接的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教學(xué)內(nèi)容分為三大部分：光合作用原理的應(yīng)用：將光合作用強(qiáng)度概念化，并與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體措施（如補(bǔ)光、通風(fēng)、施肥、控溫等）一一對應(yīng)，體現(xiàn)了生物學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。探究實(shí)踐與影響因素分析：通過“探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響”實(shí)驗(yàn)，鞏固探究技能，并系統(tǒng)性地從內(nèi)因、外因（光照、CO?、溫度、水、礦質(zhì)元素等）角度，結(jié)合曲線圖深入分析各因素如何影響光合速率，并理解其內(nèi)在機(jī)理。光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合分析：這是本章的升華與難點(diǎn)，將兩種核心代謝途徑置于自然或密閉環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化中進(jìn)行整合分析，要求學(xué)生能解讀復(fù)雜曲線（如一晝夜CO?吸收/釋放變化、密閉容器CO?含量變化），判斷有機(jī)物的積累與消耗，理解植物生長的本質(zhì)。

本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用核心概念解決實(shí)際問題的能力，并提升其基于模型的復(fù)雜系統(tǒng)分析能力。二、學(xué)情分析已有知識：學(xué)生已系統(tǒng)學(xué)習(xí)光合作用的光反應(yīng)與暗反應(yīng)全過程，掌握了細(xì)胞呼吸的原理。具備了分析單一變量影響的基本能力?？赡艽嬖诘睦щy：概念辨析：區(qū)分“總光合速率”、“凈光合速率”、“呼吸速率”及其測量與計(jì)算方法。多因素曲線分析：面對同時(shí)受多個(gè)環(huán)境因子影響的曲線圖（如P-Q點(diǎn)分析），難以準(zhǔn)確判斷限制因素。動(dòng)態(tài)綜合分析：對一晝夜或密閉環(huán)境中，光合與呼吸速率此消彼長導(dǎo)致的CO?和O?濃度、有機(jī)物含量的動(dòng)態(tài)變化理解困難，特別是對“光補(bǔ)償點(diǎn)”、“光飽和點(diǎn)”、“光合午休”、“有機(jī)物積累量計(jì)算”等概念的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)遷移：對“探究光照強(qiáng)度影響”實(shí)驗(yàn)中，利用葉片上浮法間接測量光合速率的原理及操作細(xì)節(jié)理解不深。教學(xué)策略：采用“理論聯(lián)系實(shí)際-實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證-模型分析深化”的三段式教學(xué)。對于抽象概念（如三種速率），通過公式和實(shí)例強(qiáng)化；對于影響因素，采用“原理-曲線-應(yīng)用”三步法講解；對于綜合分析，利用典型曲線圖，通過問題串引導(dǎo)學(xué)生一步步“解讀故事”，化復(fù)雜為簡單。三、教學(xué)目標(biāo)維度教學(xué)目標(biāo)生命觀念1.通過分析環(huán)境因素對光合作用的影響及與呼吸作用的動(dòng)態(tài)平衡，深化對“生物與環(huán)境相適應(yīng)”、“穩(wěn)態(tài)與平衡”觀念的理解；2.認(rèn)識光合作用是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基石。科學(xué)思維1.通過解讀光合作用影響因素曲線和一晝夜變化曲線，培養(yǎng)信息轉(zhuǎn)換、模型分析和綜合判斷的邏輯思維能力；2.能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)模型（如面積法）計(jì)算有機(jī)物積累量。科學(xué)探究3.能夠闡明“探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度影響”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理、變量控制和結(jié)果分析方法；能夠基于曲線圖提出可檢驗(yàn)的假設(shè)。社會責(zé)任4.運(yùn)用光合作用原理，科學(xué)解釋和分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中“合理密植”、“正其行、通其風(fēng)”、“配方施肥”、“大棚控溫”等傳統(tǒng)和現(xiàn)代農(nóng)藝措施的科學(xué)依據(jù)，樹立學(xué)農(nóng)、愛農(nóng)、興農(nóng)的意識。四、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：(1)光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。(2)影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素（光、CO?、溫度）及其曲線分析。(3)總光合、凈光合與呼吸速率的關(guān)系。2.教學(xué)難點(diǎn)：(1)光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合分析，特別是一晝夜過程中有機(jī)物“制造、消耗、積累”的動(dòng)態(tài)分析與計(jì)算。(2)多因素對光合速率影響的曲線分析（P-Q點(diǎn)模型）。(3)“探究光照強(qiáng)度影響”實(shí)驗(yàn)中，利用葉片上浮法測量光合速率的原理與方法。五、教學(xué)方法講授法、案例分析法、探究式教學(xué)法、模型分析法、小組討論法。六、教學(xué)手段多媒體課件（PPT）演示、實(shí)驗(yàn)操作視頻、利用AI:DeepSeek進(jìn)行動(dòng)畫模擬(在不同光照強(qiáng)度下葉片浮起數(shù)量)、交互式白板（用于標(biāo)注曲線關(guān)鍵點(diǎn)）。七、教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備：制作精美的PPT課件，內(nèi)含農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)例圖片、探究實(shí)驗(yàn)視頻、各種影響因素曲線圖（單因子、多因子）、一晝夜變化曲線圖、當(dāng)堂訓(xùn)練題。學(xué)生準(zhǔn)備：復(fù)習(xí)光合作用與細(xì)胞呼吸的原理；預(yù)習(xí)課本P105探究實(shí)踐及影響因素部分。八、教學(xué)流程(2課時(shí)總覽)第一課時(shí)：應(yīng)用導(dǎo)向與實(shí)驗(yàn)探究

導(dǎo)入(回顧原理)→概念引出(光合強(qiáng)度)→原理應(yīng)用(聯(lián)系農(nóng)事)→實(shí)驗(yàn)探究(光照強(qiáng)度影響)→因素分析(光照、CO?)→小結(jié)第二課時(shí)：多因素分析與綜合提升

復(fù)習(xí)導(dǎo)入→因素分析(溫度、水和礦質(zhì)元素、葉齡、葉面積指數(shù)、植物種類)→多因子模型(P-Q點(diǎn))→綜合拔高(光合與呼吸動(dòng)態(tài)分析)→總結(jié)提升→當(dāng)堂訓(xùn)練九、教學(xué)過程（詳案，按兩課時(shí)設(shè)計(jì)）第一課時(shí)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、導(dǎo)入與概念建立

（3分鐘）1.復(fù)習(xí)提問：光合作用的總反應(yīng)式？光反應(yīng)和暗反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？化能合成作用？

2.引出新概念：如何衡量光合作用的“強(qiáng)弱”？引出光合作用強(qiáng)度的概念及三種表示方法。

3.辨析關(guān)鍵概念：厘清總（真）光合速率、凈（表觀）光合速率、呼吸速率三者關(guān)系（公式：總光合=凈光合+呼吸）。1.回答舊知。

2.理解光合作用強(qiáng)度是一個(gè)速率概念。

3.理解并記憶三者的關(guān)系公式，明確其生物學(xué)含義。從理論過渡到量化分析，建立核心概念體系，為后續(xù)分析奠定基礎(chǔ)。（落實(shí)重點(diǎn)3）二、光合作用原理的應(yīng)用（5分鐘）1.

呈現(xiàn)農(nóng)事案例：展示圖片或簡述：大棚補(bǔ)藍(lán)紫光、大田通風(fēng)、施有機(jī)肥、控溫、灌溉。

2.

引導(dǎo)分析：逐個(gè)提問學(xué)生，這些措施分別是通過影響光合作用的哪個(gè)因素（光、CO?、溫度、水、礦質(zhì)元素）來起作用的？

3.

總結(jié)歸納：強(qiáng)調(diào)生物學(xué)原理是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的基石。1.觀察案例，聯(lián)系生活。

2.運(yùn)用所學(xué)原理，分析各項(xiàng)農(nóng)藝措施的科學(xué)依據(jù)。

3.體會理論與實(shí)踐的結(jié)合。將抽象原理具體化、生活化，激發(fā)興趣，培養(yǎng)應(yīng)用意識。（落實(shí)重點(diǎn)1）實(shí)驗(yàn)探究—探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響（20分鐘）【探究活動(dòng)】閱讀課本p105探究·實(shí)踐小組合作完成以下任務(wù)。：①找出本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料用具、自變量、因變量及無關(guān)變量。②寫出本實(shí)驗(yàn)的原理、目的。③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并基于實(shí)驗(yàn)操作完成實(shí)驗(yàn)方案。④為何要用手堵住前端小孔并拉動(dòng)活塞,使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出？⑤為何將處理過的圓形小葉片放入黑暗處待用?⑥如何為葉片提供CO2？引導(dǎo)學(xué)生小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（材料、變量、步驟）。

2.

播放實(shí)驗(yàn)過程視頻/精講：播放實(shí)驗(yàn)視頻，并重點(diǎn)講解：

原理：葉片光合產(chǎn)O?，排除原有氣體后，O?積累使葉片上浮。

關(guān)鍵操作：排氣、黑暗處理、提供CO?（NaHCO?溶液）。

自變量控制：調(diào)節(jié)臺燈距離。

因變量觀測：單位時(shí)間內(nèi)上浮葉片數(shù)。

3.

分析預(yù)期：引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果（光照越強(qiáng)，上浮越快越多）。利用AI:DeepSeek進(jìn)行動(dòng)畫模擬(在不同光照強(qiáng)度下葉片浮起數(shù)量)1.小組討論，嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

2.觀看視頻，理解實(shí)驗(yàn)原理和操作細(xì)節(jié)，特別是排氣和提供CO?的目的。

3.預(yù)測并理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果。深化對探究方法的理解，特別是對間接測量法和變量控制的應(yīng)用。（突破難點(diǎn)3）四、影響光合作用強(qiáng)度的因素:單因素分析（光、CO?）

（12分鐘）1.

光照強(qiáng)度影響：展示經(jīng)典曲線圖。講解A（只呼吸）、B（光補(bǔ)償點(diǎn)）、C（光飽和點(diǎn)）各點(diǎn)含義，分析各段限制因素。強(qiáng)調(diào)光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)的概念及應(yīng)用（如合理密植）。

2.

CO?濃度影響：類似光照曲線，講解CO?補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)。強(qiáng)調(diào)通風(fēng)、施有機(jī)肥的作用機(jī)理。

3.

對比小結(jié)：總結(jié)光、CO?作為反應(yīng)物，其曲線形態(tài)的相似性。1.讀圖，在教師引導(dǎo)下理解各關(guān)鍵點(diǎn)的生理意義。

2.學(xué)習(xí)運(yùn)用“限制因素”思想分析曲線。

3.對比記憶兩個(gè)重要曲線。掌握核心環(huán)境因子的影響規(guī)律，學(xué)會解讀單因素曲線圖，這是復(fù)雜分析的基礎(chǔ)。（落實(shí)重點(diǎn)2）五、課堂小結(jié)簡要回顧本課時(shí)核心：光合強(qiáng)度概念、農(nóng)業(yè)應(yīng)用、光照和CO?的影響曲線。回顧知識要點(diǎn)。鞏固第一課時(shí)內(nèi)容。第二課時(shí)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入

（2分鐘）1.提問：光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)的含義？總光合與凈光合的關(guān)系？

2.承上啟下：除了光、CO?，還有哪些因素影響光合作用？1.回答問題，鞏固舊知。

2.明確本課時(shí)繼續(xù)學(xué)習(xí)其他影響因素。銜接知識，保持連貫性。二、影響光合作用強(qiáng)度的因素:單因素分析（溫度、水肥、內(nèi)因）

（7分鐘）1.

溫度影響：通過酶活性曲線解釋，強(qiáng)調(diào)最適溫度，以及大棚晝夜溫控的原理。

2.

水與礦質(zhì)元素影響：講解水的直接（原料）和間接（影響氣孔）作用；列舉N、P、Mg、K等元素對光合結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)鍵作用。

3.

內(nèi)因分析：簡述葉齡、葉面積指數(shù)、植物種類（陽生/陰生）對光合速率的影響及應(yīng)用（如適時(shí)摘老葉、合理密植）。1.理解溫度通過影響酶活性起作用。

2.認(rèn)識礦質(zhì)元素的生理功能，理解“配方施肥”的科學(xué)性。

3.了解生物體自身特性對光合作用的影響。完善對影響因素的認(rèn)識，形成由外到內(nèi)、由主到次的知識體系。二、影響光合作用強(qiáng)度的因素:多因子影響模型（P-Q點(diǎn)）

（6分鐘）1.

展示模型圖：展示光照強(qiáng)度與溫度（或CO?）共同影響光合速率的曲線族圖。

2.

引導(dǎo)分析：講解P點(diǎn)之前（橫坐標(biāo)因子為限制因素）、Q點(diǎn)之后（其他因子為限制因素）的判斷方法。

3.

應(yīng)用舉例：解釋溫室栽培中如何協(xié)同調(diào)控光、溫、CO?以達(dá)到最佳生產(chǎn)狀態(tài)。1.觀察多曲線圖，理解其含義。

2.學(xué)習(xí)“P-Q點(diǎn)”分析法，判斷不同階段的限制因素。

3.理解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的綜合調(diào)控思想。提升綜合分析能力，理解在實(shí)際環(huán)境中多種因素共同作用的復(fù)雜性。（突破難點(diǎn)2）四、綜合拔高：光合與呼吸的動(dòng)態(tài)分析

（15分鐘）1.一晝夜自然環(huán)境中CO?吸收/釋放曲線分析：

展示曲線圖，將其劃分為幾個(gè)典型階段（如只有呼吸、呼吸>光合、光合>呼吸、光合午休、只有呼吸）。

通過問題串，引導(dǎo)學(xué)生分析a、b、c、d、e、f、g各點(diǎn)的生理狀態(tài)及原因。

核心突破：

有機(jī)物的“制造”(b→f)、“消耗”(O→g)、“積累”(c→e)時(shí)間段。

一天中有機(jī)物積累最多點(diǎn)(e點(diǎn))。

有機(jī)物積累量的計(jì)算：S1-(S2+S3)。解釋面積法的原理。

2.密閉容器中CO?含量變化曲線分析：

展示曲線圖，分析從A到I各段的生理含義。

核心判斷：比較I點(diǎn)與A點(diǎn)CO?濃度，判斷植物是否生長（I<A生長；I=A未長；I>A衰退）。1.跟隨教師，分段解讀曲線，理解植物在一天中的“生活作息”。

2.重點(diǎn)掌握有機(jī)物動(dòng)態(tài)分析的思路和方法，學(xué)習(xí)用面積法進(jìn)行定量計(jì)算。

3.理解密閉環(huán)境是自然環(huán)境的簡化模型，掌握判斷植物生長的關(guān)鍵指標(biāo)。這是本章最高階的思維訓(xùn)練，將靜態(tài)知識融入動(dòng)態(tài)生命過程，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維和定量分析能力。（突破難點(diǎn)1）五、總結(jié)與當(dāng)堂訓(xùn)練

（10分鐘）1.

知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建：引導(dǎo)學(xué)生共同回顧從原理到應(yīng)用、從單因素到多因素、從光合到呼吸綜合的完整知識體系。

2.

當(dāng)堂訓(xùn)練：選擇6道典型選擇題（如涉及曲線分析、有機(jī)物計(jì)算、農(nóng)事解釋），進(jìn)行講解。1.參與總結(jié)，形成宏觀認(rèn)知。

2.完成練習(xí)，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。整合提升，并通過練習(xí)鞏固重難點(diǎn)。十、板書設(shè)計(jì)光合作用與能量轉(zhuǎn)化—原理應(yīng)用、影響因素與綜合分析一、光合作用強(qiáng)度表示：產(chǎn)O?量、耗CO?量、產(chǎn)有機(jī)物量。關(guān)系：總光合=凈光合+呼吸二、原理應(yīng)用（農(nóng)業(yè)）光→補(bǔ)光（色、強(qiáng)）CO?→通風(fēng)、施有機(jī)肥溫度→晝夜控溫水、肥→灌溉、配方施肥三、影響因素外因（曲線分析）：光強(qiáng)：A(只呼吸)-B(補(bǔ)償點(diǎn))-C(飽和點(diǎn))CO?：類似光曲線，有補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)。溫度：通過酶活性（最適溫度）。水、礦質(zhì)元素。內(nèi)因：葉齡、葉面積、植物種類。多因子模型：P點(diǎn)前（橫坐標(biāo)因子限制），Q點(diǎn)后（其他因子限制）。四、光合與呼吸綜合分析一晝夜曲線：關(guān)鍵點(diǎn)：b(始光合)、c(光補(bǔ)償)、d(午休)、e(凈光合最大)、f(光補(bǔ)償)、g(止光合)。有機(jī)物：制造(b→f)，積累(c→e)，消耗(O→g)。積累量=S上-(S下左+S下右)。密閉容器曲線：A點(diǎn)（I<A:生長）。生長判斷：I點(diǎn)CO?濃度vsA點(diǎn)（I<A:生長